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在矿山、机械、冶金等领域,大量关键零部件因为严重磨损而失效,对构件进行表面强化,在表面形成高性能的耐磨涂层是延长使用寿命、提高使用性能的重要手段,且能有效地节约成本。以TiB2-TiC为主要增强相的金属基复合涂层具有优异的耐高温、耐蚀以及耐磨性,在工业生产中具有广阔应用前景。等离子束具有较高能量密度,加热效率高,设备和工艺简单,适合大规模工业化应用。本文在国家863计划课题(耐磨蚀组合涂层等离子熔射制备及表征技术,2015AA034404)的支持下,以Ti、B4C、Fe55和MoS2粉末为原料,利用等离子熔覆技术在Q235钢表面制备了以TiB2和TiC为主要增强相的复合涂层,探讨了 TiB2-TiC复合强化涂层中组织结构的演化过程,研究了 Ti+B4C含量,熔覆扫描速度以及MoS2添加量对增强相的形态、尺寸和分布的影响,并对磨损机制进行了探讨。主要研究内容如下:1)以Ti、B4C和Fe55为原料,利用等离子熔覆技术制备了复合涂层,涂层主要由TiB2,TiC,α-Fe,Fe3(C,B)和(Fe,Cr)7C3等物相组成,其中TiB2为多边形和矩形,TiC为不规则块状,随着Ti+B4C含量的增加,TiB2和TiC的尺寸增大,涂层硬度逐渐提高,最高达到970HV0.5,约为Q235基体的5.1倍。当Ti+B4C含量增加到30%时,涂层具有较好的耐磨性,磨损体积较低,约为Q235基体的7倍,涂层的磨损方式主要有磨粒磨损和剥层磨损。2)当改变熔覆速度时,随着熔覆速度的降低,涂层中TiB2和TiC的尺寸有逐渐变大的趋势,而且逐渐出现裂纹、破碎等缺陷。熔覆涂层的平均显微硬度在600 HV0.5-850HV0.5之间,约为基体Q235钢的3-4倍。随着熔覆速度的降低,涂层的硬度逐渐下降、耐磨性逐渐变差,当熔覆速度为300mm/min时涂层耐磨性较好,约为Q235基体的7倍。3)采用Ti、B4C、Fe55和不同添加量的MoS2为原料制备了等离子熔覆涂层,涂层中物相有 TiB2,TiC,Ti2CS,TiS,α-Fe,(Fe,Cr)7C3 和 Fe3(C,B)等,其中Ti2CS为灰色细长针状,随着MoS2添加量的增加,TiS、Ti2CS的衍射峰强度有所增强。等离子熔覆涂层的显微硬度随着MoS2添加量的增加呈现下降的趋势,这是由于Ti2CS的硬度较低,但是涂层整体硬度远高于基体,涂层硬度沿层深方向逐渐降低。随着MoS2添加量的增加,涂层的摩擦系数逐渐降低,当MoS2添加量达到10%时涂层的耐磨性较好,磨损量约为未添加MoS2涂层的二分之一,当进一步添加MoS2到15%时,由于涂层强度的降低,耐磨性下降。